广西平果铝厂岩溶勘察研究与分析

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1 引言

广西平果铝厂一期工程是国家八五重点工程，已经建成投产，厂区面积达4km2。该一期工程厂区处在活动性断裂带形成的构造复杂、岩溶发育的右江南岸岩溶准平原上，因而在建厂的可行性和适宜性上都存在过疑问。因此一期工程一开始就面临两大岩土勘察技术难题：一是场地构造稳定性问题；二是场地岩溶地基能否处理。鉴于这两大问题在性质上各有不同，因而采取了分二个阶段进行勘察研究。前一阶段勘察结果表明：场地内的断层自晚更新世以来没有活动，且破碎带胶结情况较好（地震基本烈度为7度）。这个结论明确回答了建厂的可行性问题，于是将工作重点转入第二阶段，即厂区岩溶问题的研究与分析。

2 岩溶勘察研究的步骤及方法

2-1 研究步骤

广西平果铝厂一期工程厂区岩溶勘察研究工作主要分为初期、详勘二大步。首先是在选址勘察和稳定性初勘的已有资料基础上，进行岩溶初勘，着重查明岩溶发育的地质背景条件及其发育分布的特性和规律，确定原则性的工程对策，解决建厂适宜性评价和治理战略问题。第二步进行岩溶详勘，具体解决各建设项目地基岩溶的评价和治理方法问题。

2-2 研究方法

在各阶段的岩溶勘察工作中，依据有关规范和国内已有资料及经验的基础上，结合工程具体情况，实行了一套多种勘探测试技术相结合，宏观研究与微观研究相结合、生产与科研相结合，以及边实践边总结边充实边改进等求实的勘察工作方法，收到了良好效果。以岩溶初勘为例，进行了大、中、小比例尺配套的综合工程地质测绘（1：2.5万，1：5千，1：2千）；多种物探；多种勘探（钻探为主，辅以井槽探，钻探中还进行了孔内地下水位连续观测）；多种室内试验（如c14法测定溶洞充填物绝对年龄）等工作，从而对岩溶发育的特性和规律取得了较完整的认识。

3 岩溶初勘研究及其结论

3-1 区域岩溶发育的地质背景

平果铝厂位于广西山字型构造前弧西冀外的北西向右江构造带（右江系）中，发育有那豆复背斜、果化复向斜和大隆复背斜，两个复背斜主要是由三迭系、二迭系、石炭系和泥盆系的碳酸盐构成，形成低山～峰丛地貌。一期工程厂区所在的果化复向斜为三迭系下统的白云质灰岩、白云岩，又存在高椅山倾伏向斜和局祥倾伏背斜两个次一级构造单元。右江大断裂在果化复向斜中通过，形成长条形断陷槽地～岩溶准平原地貌（简称溶原），按岩溶的埋藏条件分类，属裸露型岩溶。

3-1-1 新构造运动与岩溶发育史

该区域从晚第三纪新构造运动以来，地壳一直处于间歇性的上升运动中，因此当地岩溶发育史又可分为高峰期、低峰期、准平原期、右江岩滩期和右江河床期等五个岩溶期。其中以右江岩滩期岩溶与一期工程建设关系密切。

3-1-2 区域水文地质条件

该区域地处湿热气候区，年平均降水量1374.2mm,年蒸发量1572.6mm，平均气温21.08c°，极适合于岩溶发育。其地下水由大气降水补给。低山～峰丛区是补给区，溶原区是径流——排泄区，右江是泄水道。在枯水季节，地下水通过岩滩期地下水通道穿越溶原区直接泄入右江。但在雨季，峰丛区的岩溶水可以大量地在边缘部沿着准平原期岩溶通道以暗河出口或上升泉形式涌出地面，再沿溶原中的干沟流动一段或长或短距离后又与溶原区本身接受的降水—道沿落水洞或溶蚀裂隙下渗，再次转化为地下径流，再沿岩滩期暗河通道泄入右江，形成地面——地下——地面——地下多次转化的径流景观。

溶原中的地下水主要是以管道流形式沿岩滩的岩溶通道存在和运动。地面以下至右江岩滩期岩溶顶面为垂直岩溶带，右江岩滩期岩溶以下为水平循环带。长期观测获得的水位年变化幅度达10米左右，丰水期高水位可接近地表。初勘期间有过遇到大雨后一天之内落水洞中水位从15米深度涌出地面的记录，但不会发生右江水沿地下通道倒灌厂区的现象。

岩溶初期查明，当地岩溶发育的基本特点是受岩性、构造、地下水、右江（区域岩溶水排泄基面）和新构造运动等因素的综合控制，由于这些因素存在多种多样的组合形态，才导致了复杂多样的岩溶现象。

3-2 厂区岩溶发育的特性和规律

3-2-1构造控制作用明显。受了强烈挤压构造作用的白云质灰岩构造裂隙极为发育，形成以溶蚀裂隙和溶槽为主的岩溶形态，落水洞和暗河通道也多呈不规则的裂隙状形态。岩溶的平面发育方向与构造线方向密切相关。

3-2-2总的发育深度较浅。由于溶原区的地下岩溶属右江岩滩期，而现代河床从右江岩滩期开始下切深度不大，因此岩溶埋深仅在地面以下15～25米之间，其发育深度较浅。

3-2-3发育有小型浅层的树枝状暗河网。它具有规模小而数量多，并且连接或交汇的特点。其延伸方向明显地受构造控制，由于主体构造大体平行右江，次要构造线方向大体垂直右江，因此暗河最终向右江排泄，但并非直线流向右江。作为暗河通道的洞体形态复杂多变，很不规则，多呈窄沟形，形态完整的水平溶洞不多，空间很大的地下厅或洞穴仅在高椅山4#暗河见到。

岩溶初勘认为，就总体而言厂区岩溶比较发育，形态复杂，又有小型暗河网分布等不利因素，但同时存在如下有利因素：

3-2-3-1岩溶形态一般规模较小，且埋藏较浅。在地基处理时不存在特殊困难，不会因此而大量增加处理投资或拖延工期。

3-2-3-2岩溶发育已处于相对稳定状态。在工程使用年限内的新发展可以忽略不计，即现有岩溶发育并不危及建筑物的稳定性。

3-2-3-3 场地岩溶基本上属裸露型，不存在覆盖岩溶区的塌陷问题和土洞问题。

3-2-3-4岩溶发育的规律已经基本掌握。暗河水流问题及局部岩溶复杂区可以通过调整设计来避免，实在不能避免的亦有办法解决。

3-3岩溶初勘结论和建议

岩溶初勘的基本结论是：厂区岩溶虽然发育，但都是可以处理的。就是说，对这种岩溶的处理不会带来难以解决的技术难题，也不会因此而导致大量增加工程造价或延长工期等问题。

根据岩溶初期结论，对设计的总图布置提出了以下建议：

3-3-1 总图平面布置上，应绕避将深基坑的建（构）筑物分布在主要暗河通道上，以免堵塞暗河通道。

3-3-2 总图竖向设计应尽量避免深挖方，以避免揭露暗河。

3-3-3 在可能条件下，主要建筑物宜避免布在强溶区中，以减少地基处理量。

4 岩溶详勘研究与地基处理建议